2021年中考物理真题全国及解析：电功率二

2021年中考物理真题全国精选及解析：电功率（2）

22.（2021•嘉兴）学习了电学知识后，某科学兴趣小组开展制作“电热水壶”项目化学习

【项目任务】制作一款电热水壶。经过小组同学讨论后确定电热水壶的要求如下：

容积：1L；

功能：①加热：②保温；

性能：能在7分钟内将1L水从20℃加热到100℃（不计热量损失）。

【方案设计】为实现上述功能，同学们利用两个不同阻值的电阻（R1<R2）进行设计，其中

方案一如图所示。利用方案一中的器材，请将方案二的电路补充完整。

f—o220Vo----cF220Vo

方案一方案二

【器材选择】若该壶是按照方案一设计的，根据项目任务中的性能要求，选择的加热电阻阻

3

值最大为多少欧姆？[Q«=cm（t-t0）,c*=4.2X10J/（kg«℃）]

【方案反思】有同学认为电器设计还应考虑使用安全，从安全角度提出一条设计建议在

加热的支路上增加一个温度控制开关。

【项目制作】……

【专题】应用题；比热容、热机、热值；电能和电功率；应用能力.

【分析X方案设计】要使电热水壶有加热和保温两种工作状态，就要改变加热功率，由P=1

知，要改变电路中加热电阻的阻值，两个电阻可串联或并联，通过开关转换达到改变电路中

电阻的目的，由此设计电路。

【器材选择】先计算1L水的质量，再由Q^=cm（t-t0）计算1L水从20℃加热到100℃吸

收的热量；由W=Q=Pt计算加热功率，由P=?计算加热电阻的大小；

【方案反思】由生活经验知，水加热至沸腾后，电热水壶能自动断路电路停止加热，以避免

持续加热，由此分析解答。

【解答】解：【方案设计】

方案一，电路中两电阻串联，闭合开关S后，当开关Si闭合时，电路为Ri的简单电路，电

路的电阻较小，电功率较大，为加热状态；当开关Si断开时，两电阻串联，电路的电阻较

大，电功率较小，为保温状态；

转换达到改变电路中电阻的大小，从而改变电热水壶的电功率，以实现加热和保温功能

为了实现上述功能，还可以将两电阻并联，通过开关转换实现，电路图如图所示：

当闭合开关S时，为保温状态，再闭合Si为加热状态;

【器材选择】

由题知，方案一中能在7分钟内将1L水从20℃加热到100C,

水的质量：m=pV=1X103kg/m3X1X103m3=lkg,

水吸收的热量：Q吸=cm(t-to)=4.2Xl()3j/(kg«℃)XlkgX(100℃-20℃)=3.36义

105J,

不计热量损失，电热水壶消耗的电能：W=Q%

电热水壶的加热率：P=生=等==800W,

tt7x60s

由P=^可得，R=^=3!=60.5C,

PP800W

即选择的加热电阻阻值最大为60.5Q；

【方案反思】

为了保证使用的安全，可以在加热的支路上增加一个温度控制开关，避免水加热至沸腾后仍

持续加热。

故答案为：【方案设计】见上图；

【器材选择】方案一，选择的加热电阻阻值最大60.5C；

【方案反思】在加热的支路上增加一个温度控制开关。

【点评】本题考查电热水壶电路的设计，密度公式、吸热公式以及电功率公式的灵活应用，

还考查了电路的优化，体现了物理与生活实际的结合，是一道好题。

23.(2021•邵阳)如表是李华同学家饮水机的铭牌参数，学习电学知识后，他好奇饮水机的

工作原理，请教老师后得到饮水机的电路原理图如图所示。当蓄水箱中装满水时.，请你帮他

解决如下问题：

额定电压220V

额定功率加热500W

保温

蓄水箱的容积1L

(1)蓄水箱中水的质量是多少？(p=1.0X103kg/m3)

(2)如果饮水机把蓄水箱中的水从75℃加热到95℃用了210s,求此饮水机的加热效率。

[c水=4.2X103〃(kg・℃)]

(3)铭牌上的保温功率已模糊不清，已知Ri=988Q,求饮水机的保温功率。

S

【专题】计算题；电能和电功率；密度及其应用；分析、综合能力.

【分析】(1)已知热水箱的容量也就是已知水的体积，利用m=pV计算水的质量；

(2)已知水的质量和水的初温、末温，利用Q=cm(t-t0)计算吸收的热量；已知加热功

率和工作时间，利用W=Pt计算消耗的电能；饮水机消耗的电能为总能量，水吸收的热量

为有用能量，利用n=勺计算饮水机的效率；

W

(3)当开关S闭合，Si断开时，只有Ri工作，此时为保温状态，根据P=1求出保温的功

A

率。

【解答】解：(1)根据p=£可知，水的质量为：m=pV=1.0X103kg/m3X1X103m3

=lkg

(2)水吸收的热量是：Q®=c*m(t-to)=4.2X103〃(kg«℃)XlkgX(95℃-75℃)

=8.4X101

5

消耗的电能为：W=Pwt=500WX210s=1.05X10J；

饮水机的加热效率为：n=?==80%；

(3)根据电路图可知，当开关S闭合，S1断开时，只有R1工作，此时为保温状态，保温的

功率为：

U2_(220-)2

«49Wo

R1-988。

【点评】本题考查了密度公式、吸热公式、效率公式、电功公式的综合应用，分清电饮水机

处于不同状态时电路的连接方式是关键。

24.(2021•重庆)中国茶文化源远流长，如图甲是某款工夫茶保温碟。电路原理如图乙所示，

电阻Ri为发热体，它的额定电功率为22W且电阻不变。电流通过发热体加热底板使茶汤保

温；L为电功率忽略不计的电源指示灯。求：

(1)发热体正常工作时的电流；

(2)当实际电压为198V时-，发热体工作100s消耗的电能；

(3)为了适应不同品种茶汤的保温需求，小杨对电路进行重新设计(如图丙)，移动滑片可

以连续调节发热体的电功率，最低可调至额定功率的四分之一。若发热体产生的热量全部被

茶汤吸收，该电路电能利用率的范围是多少•(电能利用率口=寒")

—o220\70—

SS

甲乙丙

【专题】计算题；欧姆定律；电能和电功率；分析、综合能力.

【分析】(1)家庭电路电压为220V,当正常工作时，根据1=5求出经过R的电流;

(2)首先根据欧姆定律求出正常工作时R的电阻，然后根据W=(t求出实际功率；

(3)图丙中，发热体Ri与滑动变阻器串联，当发热体的功率为原功率的25%时，滑动变阻

器完全接入电路中，根据串联电路的电流特点和P=UI=PR=1求出此时电路的电流，根据

W=Ult求出电功。代入求出电能利用率口=寒竺。

【解答】解：（1）正常工作时，U=220V,P=22W,此时电流为:

22W八.八

------=0.1A

220V

（2）发热电阻R的阻值:

R=合鬻=2200(1

当实际电压Ui=198V时;电阻R不变，发热体工作100s消耗的电能:

W=—t=-198'"）2xl00s=1782J；

R2200/2

（3）当滑片P在b端时，Rz=0,发热体R3单独工作，

发热体R3的最大功率：P3=^---------------------------------①，

当发热体R3以最大功率工作时间时，产生的热量：w发热体=W总;

此时的能量利用率n==衿=100%

w.&

当滑片P在a端时，R2最大，母和发热体R3串联工作，

此时经过R3的电流：1'=；丁，

R2+R3

则发热体R3的最小功率：P3，=I'2R3=e::、2角-------------------②，

由题意可知：P3=4P3'---------------------------------③，

由①②③可得：R2=R3：

由P=|2R公式可知，此时两电阻功率之比P2：P3'=l:1

当发热体R3以最小功率工作时间时，产生的热量：W发热体=京7总；

此时的能量利用率：n=等"=50%。

W成

【点评】本题考查了欧姆定律的应用、电动率的计算、电能的计算，利用好电功率的计算公

式P=UI=|2R=1是解题的关键，有一定的难度。

25.（2021•云南）交通安全要求广大司机“开车不喝酒，喝酒不开车”，酒后驾驶存在许多

安全隐患。某科技兴趣小组设计了一种简易的酒精检测仪，其电路原理如图2甲所示。电源

电压为12V,%是气敏电阻，其阻值随呼气酒精浓度K的变化关系如图2乙所示，R2为滑动

变阻器。检测前对检测仪进行“调零”，即调节滑动变阻器使电流表的示数为0.1A,调零后

>血梯精浓度呼气酒幡浓度KX2200

>非酒驾(M<20mg,100mL)

酒驾(20mgl00mL<M^80mg100mL)

醉驾(M>80mg100mL)

变阻器滑片位置保持不变。查阅到相关资料如图1。

（1）求“调零”后变阻器R2接入电路的阻值；

（2）检测前R2工作10s消耗的电能；

（3）对某司机进行检测时，电流表示数为0.16A,依据信息窗资料，通过计算判断该司机

属于非酒驾、酒驾还是醉驾。

【专题】欧姆定律；电能和电功率；理解能力；应用能力；分析、综合能力.

【分析】（1）检测前对检测仪进行“调零”，即调节滑动变阻器使电流表的示数为0.1A,调

零后变阻器滑片位置保持不变。由乙图可知此时酒精浓度K为0,故此时Ri阻值为100C；

根据R=S计算串联电路的总电阻，再由串联电阻的特点计算R2的阻值；

（2）图甲两电阻为纯电阻电路，由W=PRt计算电功即为消耗的电能；

（3）据R=?计算串联电路的总电阻，再由串联电阻的特点计算Ri的阻值，对应图乙曲线

找到相应的呼气酒精浓度K,并计算血液酒精浓度M,判断属于非酒驾、酒驾还是醉驾。

【解答】解：（1）由题意可知：U=12V,l=0.1A,Ri=100Q

串联总电阻：R&=-==1200,

/0.14

变阻器R2的阻值：R2=R总-R1=12OQ-1000=20Q；

22

(2)检测前R2在10s消耗的电能：W=lR2t=(0.1A)X20QX10S=2J；

(3)当l=0.16A,R2=20。时

串联总电阻：R'总="悬=75。;

z

R'1的阻值为：R'i=Rs-R2=75Q-200=550；

对应乙图此时K=12.5X10-3/100mL,此时酒精浓度为：

M=12.5X107100mLX2200=27.5mg/100mL,该司机属于酒驾。

【点评】本题是考查串联电路的特点、欧姆定律应用和电功的计算，属于中等难度计算

题。

26.（2021•重庆）如图所示的电路中，电源电压恒为3V,电阻R2的阻值为30Q。当开关％

闭合、S2断开时，电流表示数为0.3A,求：

（1）电阻Ri的阻值；

（2）当开关Si、S2均闭合时，通电10s电阻R2产生的热量。

【专题】计算题；欧姆定律；电与热、生活用电；应用能力.

【分析】（1）当开关Si闭合、S2断开时，电路为Ri的简单电路，电流表测电路中的电流，

根据欧姆定律求出Ri的阻值；

（2）当开关Si、S2均闭合时，Ri和R2并联，根据串联电路的电阻特点和欧姆定律求出电路

中的电流，再根据Q=PRt求出产生的热量。

【解答】解：（1）当开关Si闭合、S2断开时，电路为Ri的简单电路，电流表测电路中的电

流，根据欧姆定律可得：

n3V

R『「两

（2）当开关Si、S2均闭合时，％和R2并联，

因为并联电路中各支路两端的电压相等，则有:

U2=U=3V,

由欧姆定律可知，通过R2的电流为：

U3V…A

h=-2=—=0.1A,

R230。

所以通电10s电阻Rz产生的热量为：

2

Q=l2R2t=（0.1A）2X30QX10S=3J。

【点评】本题考查了并联电路的特点和欧姆定律的应用，关键是开关闭合、断开时电路连接

方式的辨别，难度不大，只要按部就班的解答即可解决问题。

27.（2021•丽水）智能家居带给我们健康、舒适的生活，如智能马桶（图甲），某品牌智能

马桶座圈的简易加热电路如图乙所示，电阻Ri和R2是阻值恒定的电热丝，单刀双掷开关S2

可接a或b,再通过开关Si的通断，实现“高、中、低”三种温挡的调节，其中低温挡的功

率为20瓦，电阻R2为1210欧。

I

甲乙

（1）座圈加热时，把电能转化为内能;

（2）当开关Si闭合、S2接a时，该座圈的电路相当于下列选项中的C；

RiRiRiR1

--------[ZZJ---------[―CZZ]-EZZ]----------□=）---------

------o220Vo------------o220Vo------------o220Vo------

ABC

（3）1千瓦时的电能可供该座圈低温挡工作多少小时？

（4）该座圈处于中温挡工作时的电功率为多少？

【专题】计算题；欧姆定律；电能和电功率；应用能力.

【分析】（1）座圈加热时，把电能转化为内能；

（2）当开关&闭合、S2接a时，两电阻并联。

图A为Ri的简单电路，图B为两电阻串联的电路，图C为两电阻并联的电路，据此分

析；

（3）根据P=告计算1千瓦时的电能可供该座圈低温挡工作的时间;

（4）当开关3闭合、S2接a时，两电阻并联。总电阻最小，根据P=5=1可知此时总功

R

率最大，为高温挡，

只闭合S1时，电路为R1的简单电路，总电阻较小，根据P=UI=1可知此时总功率较大，

R

为中温挡，

当开关Si闭合、S2接b时，两电阻串联。总电阻最大，根据P=UI="可知此时总功率最小，

为低温挡；

该座圈处于低温挡时，根据P=UI=中可得出电路的总电阻，根据电阻串联的特点可得出R1

R

的阻值，根据P=UI=?可得出该座圈处于中温挡工作时的电功率。

【解答】解：（1）座圈加热时，把电能转化为内能；

（2）当开关Si闭合、S2接a时，两电阻并联。

图A为&的简单电路，图B为两电阻串联的电路，图C为两电阻并联的电路，故该座圈的

电路相当于下列选项中的C；

（3）1千瓦时的电能可供该座圈低温挡工作的时间t=3=而笔力=50h；

P/tr温2UX10K.W

（4）当开关％闭合、S2接a时，两电阻并联。总电阻最小，根据P=UI="可知此时总功

R

率最大，为高温挡，

只闭合S1时，电路为R1的简单电路，总电阻较小，根据P=UI=1可知此时总功率较大,

为中温挡，

当开关Si闭合、S2接b时，两电阻串联。总电阻最大，根据P=UI="可知此时总功率最小，

为低温挡；

该座圈处于低温挡时，电路的总电阻R串==与察=24200,则Ri=R申-R2=24200

X20W

-12100=12100,

该座圈处于中温挡工作时的电功率P帏=9=黑号=40W,

【点评】本题考查等效电路分析、欧姆定律的应用和电功率的计算等问题，综合性强，有一

定难度。

28.（2021•南充）如图所示，图甲（表格）、图乙分别为某烧水壶的铭牌和简化电路图，Ri

和R2为发热丝，Si为总开关，S2为温控开关，1、2分别为开关的两个接触点，丙图为某次

将满壶水加热、保温过程的总功率与时间的关系图像，已知p水=L0X103kg/m3,c木=4.2

X103J/（kg*℃）,求：

fP'W

丙

型号SDS-15X05容量1L

额定电压220V额定频率50Hz

加热功率1210W保温功率40W

(1)这满壶水从25℃加热至100℃所吸收的热量；

(2)本次工作过程共消耗的电能；

(3)%和R2的阻值。

【专题】计算题；比热容、热机、热值；电能和电功率；应用能力.

【分析】(1)根据密度公式求出满壶水的质量；根据Q瞰=cm(t-to)

求出水吸收的热量；

(2)先根据图丙读出加热功率、保温功率以及加热时间和保温时间，然后根据W=Pt分别

求出保温消耗的电能和加热消耗的电能，两者之和为消耗的总电能；

(3)当开关Si闭合时，S2与1连接时，电路为R2的简单电路，电路中的总电阻最小，根据

P=?可知烧水壶处于加热状态，根据加热功率和电压求出R2电阻；

当开关Si闭合时，S2与2连接时，该电路为串联电路，总电阻最大，根据P=g可知烧水壶

处于保温状态，根据保温功率和电压求出电路的电阻，根据串联电路的电阻关系求出的电阻

值。

【解答】解：

(1)满壶水的质量:m=p,)；V=1.0X103kg/m3X1X103m3=1kg；

水吸收的热量：

Q，%=c«m(t-to)=4.2X103〃(kg«℃)XlkgX(100℃-25℃)=3.15X105J；

(2)由图丙可知，加热功率为1210W,加热时间为5min,保温功率为40W,保温时间为

lOmin；

加热消耗的电能为：W加=P加ti=1210WX5X60s=3.63X105J,

5

保温消耗的电能为：W«=Pft!t2=40WX10X60s=0.24X10J,

则本次工作过程共消耗的电能为：

555

W=W加+Ww=3.63X10J+0.24X10J=3.87X10J；

(3)当开关Si闭合时，S2与1连接时，电路为R2的简单电路，此时处于加热状态；

根据P=¥可知R2的阻值为：R2=*震=40Q；

12WW

RP加热

当开关Si闭合时，S2与2连接时，为保温状态，两电阻串联，电路的总电阻：R总=里=

"保温

^^=12100,

40W

根据电阻的串联可知，R1的阻值为：R1=R&-R2=1210Q-40Q=1170Q；

【点评】本题考查了热量的计算、电功和电功率公式的运用、串联电路的规律，利用好电功

率的计算公式是解题的关键。

29.(2021•遂宁)某校为改善学生生活条件，给学生宿舍安装了100台某品牌速热式电热

水器，该电热水器铭牌标明：加热功率4400W,保温功率100W,水箱容积25L：内部结构

如图甲所示，Ri、R2是水箱中加热盘内的电热丝。水箱放满水后闭合开关Si开始加热，当

水温升高到40C时，温控开关S2自动切换到保温状态。同学们为弄清楚该电热水器性能，

做了以下探究，请你帮助完成：

(1)R2的阻值多大？

(2)如果每台每天平均保温20h,这100台电热水器在额定电压下每天因保温要浪费多少

kWh的电能？

(3)善于观察的张林发现，当他们寝室只有热水器工作时，将一箱冷水加热lmin,热水器

显示屏显示水温由20℃上升到22℃,同时本寝室的电能表(如图乙)指示灯闪烁了80次,

则该电热水器的效率多大？(p木=1.0X103kg/m3,c木=4.2X103〃(kg.。。)，不考虑电阻随

温度变化)

甲Z

【专题】计算题；电和热综合题；应用能力.

【分析】(1)S1闭合，S2接b时，电路为R2的简单电路，总电阻较小，根据p=?可知此时

总功率较大，电热水器处于加热状态，由P=中可得R2的阻值；

R

(2)由P=3的变形式W=Pt可得出每天平均保温20h,这100台电热水器在额定电压下

每天因保温要浪费的电能：

(3)已知电能表指示灯闪烁了80次，根据电能表的铭牌数据可得出该电热水器消耗电能W,

根据密度公式得出一箱水的质量，根据Q吸=c，km(t-t0)得出水吸收热量，根据

q=空X100%得出该电热水器的效率。

【解答】解：

(1)S1闭合，S2接b时，电路为R2的简单电路，总电阻较小(小于串联时的总电阻)，根

据p=［可知此时总功率较大，电热水器处于加热状态，

由p=?可得R2的阻值：R2==鬻g=110；

RP加排4400W

(2)由P=/可得，每天平均保温20h,这100台电热水器在额定电压下每天因保温要浪费

的电能：

3

Ws=PKiast=100X100X10kWX20h=200kW.h；

(3)图乙中1200imp/(kW・h)表示电路中每消耗lkWh的电能，电能表的指示灯闪烁1200

次，

指示灯闪烁了80次，则该电热水器消耗电能W=2kWh

1200imp/{kWh)15

=2.4X105J,

一箱水的质量:m=p*V=1.0X103kg/m3X25X10-3m3=25kg,

水吸收的热量：CU=c水m(t-to)=4.2X103〃(kg."c)X25kgX(22℃-20℃)=2.1X

105J,

该电热水器的效率：（］=*X1OO%=24乂篇xl00%=87.5%»

【点评】本题考查了电功率及电功和热量的综合计算，综合性强，难度较大。

30.（2021•重庆）如图甲所示，是小乔同学从废弃的电热器上拆下的加热部件，该部件由阻

值不变的两根电阻丝R1、R2构成,小乔设计了图乙的电路对该部件进行检测，其中Ro=22Q,

M、N为接线柱。甲Z

（1）用导线把M和N连接，只闭合开关Si，电流表示数为1A,求电源电压；

（2）把M接A,N接B,只闭合开关Si,电流表示数为0.5A,求％的阻值；

（3）用导线把B和C连接，然后将M接A,N接B,闭合开关Si和S2,电流表示数为1.5A；

检测结束后，小乔利用该部件重新组装一个加热器，求新加热器接入220V电路中能达到的

最大电功率。

【专题】欧姆定律：电能和电功率；分析、综合能力.

【分析】（1）用导线把M和N连接，只闭合开关Si，电路为Ro接在电源上的简单电路，根

据欧姆定律变形公式U=IR,求解电源电压；

（2）根据接线判断电路为％与Ro串联，由R=^求串联电路的总电阻，根据串联电路电阻

特点求得Ri;

（3）根据检测电路的接线，判断并求解Ri与Rz并联的总电阻值；在组装的实际电路中由

P=?判断最大功率时的电阻连接情况，并由此求解最大功率。

【解答】解：（1）用导线把M和N连接，只闭合开关Si，电路为Ro接在电源上的简单电

路：

由仁加，电源电压：U=UO=IIRO=1AX22Q=22V

（2）把M接A,N接B,只闭合开关Si，%和Ro串联：

=440）

由R=g可知，电路的总电阻：R,£1=7=

根据串联电路的电阻特点可知，Ri的阻值：Ri=Re-Ro=44Q-22Q=22Q；

（3）用导线把B和C连接，然后将M接A,N接B,闭合开关Si和S2,Ri与RZ并联，Ro

被短接，电流表测干路的电流：

Ri与Rz并联的电阻：R#=—777—）

当用该部件组装加热器接入家庭电路，根据p=%可知，部件的接入电阻最小时，加热器的

功率最大；

所以Ri与R2并联接入时，加热器最大加热功率:

P="=^=3300W。

R并Tn

【点评】本题考查了串联、并联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，根据接线情况

判断电路的连接是本题的解题关键。

31.(2021•泸州)郝奇同学周末给外婆整理房间时发现，有一双如图所示的烘鞋器左脚已不

通电，右脚还能正常工作。郝奇同学在220V的家庭电路中只接入烘鞋器的右脚，工作3min

观察到标有“220V2000imp/(kW-h)w的家用电能表指示灯闪烁了1次。再拆开检修时发

现左右脚的电阻丝是并联的，左脚的电阻丝已锈蚀，于是他用一根新的电阻丝Ri进行替换，

然后在220V家庭电路中只接入烘鞋器的两脚，3min内观察到这个电能表的指示灯闪烁了

11次，求：

(1)只接入烘鞋器右脚时消耗的电功率；

(2)电阻丝母的阻值；

(3)为使这套烘鞋器的左右脚的电功率相等，应将左脚替换为阻值为R2的另一新电阻丝,

则Ri和R2的阻值相差多少？

【专题】计算题；电能和电功率；应用能力.

【分析】(1)只接入烘鞋器右脚时3min消耗的电能为lkW・h的康，根据电功率公式计算

只接入烘鞋器右脚时消耗的电功率；

(2)左右脚的电阻丝是并联的，左脚消耗的电能等于总电能减去右脚消耗的电能，首先计

算左脚消耗的电能，根据电功公式的变形R=第计算电阻丝Ri的阻值；

(3)根据电功率公式的变形计算电阻丝R2的阻值，进一步计算Ri和R2的阻值相

差多少。

【解答】解：(1)只接入烘鞋器右脚时3min消耗的电能为与x3.6xlO6j=i800j,

只接入烘鞋器右脚时消耗的电功率：P=¥=罂=IOW；

t3x60s

(2)左右脚的电阻丝是并联的，只接入烘鞋器的右脚，工作3min观察到标有“220V2000imp/

(kW・h)”的家用电能表指示灯闪烁了1次，

在220V家庭电路中只接入烘鞋器的两脚，3min内观察到这个电能表的指示灯闪烁

了11次

则左脚消耗的电能为三7x3.6X106J=18000J,

电阻丝RI的阻值：*=华=《JO窝;60s=4840；

(3)电阻丝R2的阻值：R2=]=%萼=4840Q,

P1OW

Ri和R2的阻值相差:AR=Ri-R2=4840Q-484Q=4356Q«

【点评】本题考查电功率公式、电功公式的灵活运用，正确计算烘鞋器消耗的电能是解题的

关键。

32.(2021•金华)便携式无线加湿器，让你随时随地实现加湿自由。某品牌便携式无线加湿

器，通过旋转开关S接触不同触点，实现高、低两个挡位的转换，其简化的工作电路如图所

示，铭牌上的部分参数如下表：

|项目参数

工作电压(V)20

低挡位功率5

(W)

高挡位功率10

I(W)

完成下列问题：

(1)旋转开关S接触“be”两触点时，加湿器处于低挡位;

(2)加湿器低挡位工作时，电路通过的电流多大？

(3)加湿器高挡位工作6小时，将消耗多少电能？

【专题】计算题；电能和电功率；应用能力.

【分析】(1)旋转开关S接触触点电路未接通；

旋转开关S接触触点cd时，电路为Ri、R2的并联电路，总电阻较小，根据P=UI="可知

R

总功率较大，

旋转开关S接触触点be时，电路为R2的简单电路，总电阻较大，根据P=ui="可知总功

率较小，据此分析加湿器处于哪一挡位；

(2)已知低挡位的功率为5W,根据P=UI计算加湿器低挡位工作时，电路通过的电流；

(3)已知高挡位的功率为10W,根据W=Pt计算加湿器高挡位工作6小时，将消耗多少电

能。

【解答】解：(1)旋转开关S接触触点ab时，电路未接通；

旋转开关S接触触点cd时，电路为Ri、R2的并联电路，总电阻较小，根据P=UI="可知

总功率较大，

旋转开关S接触触点be时，电路为R2的简单电路，总电阻较大，根据「=5=】可知总功

率较小，加湿器处于低挡位；

(2)已知低挡位的功率为5W,加湿器低挡位工作时，电路通过的电流1=*=筹=025A；

(3)已知高挡位的功率为10W,加湿器高挡位工作6小时，将消耗的电能W=pKt=10W

X6X3600s=2.16XK)5j。

【点评】本题考查电功率的有关计算，属于对基础知识的考查，关键是公式的灵活运用。

33.（2021•乐山）如图所示电路中，灯泡L标有“6V3W”字样（不计温度对灯丝电阻的影

响）。当开关S1、S2均闭合，滑动变阻器的滑片P在最左端时，电流表示数为1.5A,并且灯

泡L正常发光；当开关Si闭合、S2断开，滑动变阻器的滑片P在中点时，电流表的示数为

0.25A。求：

（1）电源电压；

（2）定值电阻R的阻值；

（3）开关Si闭合后，电路中的最小功率。

【专题】计算题；应用题；欧姆定律；电能和电功率；应用能力.

【分析】（1）当开关％、S2均闭合，滑动变阻器的滑片P在最左端时，滑动变阻器接入电路

的阻值为0,灯泡和定值电阻并联，电流表测量干路电流。

灯泡L正常发光，故灯泡两端的电压为额定电压6V,根据并联电路的电压特点可知电源电

压等于灯泡的额定电压；

（2）根据灯泡铭牌数据及P=UI可知灯泡正常发光的电流，已知（1）中电流表示数为1.5A,

根据并联电路的电流特点可知通过R的电流，根据欧姆定律可知定值电阻R的阻值；

（3）当开关Si闭合、S2断开，L和滑动变阻器串联，电流表测量电路电流，滑动变阻器的

滑片P在中点时，电流表的示数为0.25A,

根据欧姆定律可知电路中总电阻，不计温度对灯丝电阻的影响，根据欧姆定律可知灯泡的电

阻，根据电阻串联的特点可得出滑动变阻器的最大电阻，

电源电压不变，根据P=UI=1可知电路中总电阻最大时，总功率最小，

开关S1闭合后，根据串并联电路的电阻特点可知，当S2断开，且滑动变阻器的阻值全部接

入电路中时，总电阻最大，电路中的功率最小，

根据P=UI=［得出电路中的最小功率。

【解答】解：（1）当开关Si、S2均闭合，滑动变阻器的滑片P在最左端时，滑动变阻器接入

电路的阻值为0,灯泡和定值电阻并联，电流表测量干路电流。

灯泡L正常发光，根据并联电路的电压特点可知，电源电压U=UR=UL=6V；

（2）根据灯泡铭牌数据可知灯泡正常发光的电流1尸》=?=0.5A,

UL

（1）中电流表示数为1.5A,根据并联电路的电流特点可知通过R的电流IR=1.5A-0.5A=

1A,

根据欧姆定律可知定值电阻R的阻值R===*=6Q;

IR14

（3）当开关Si闭合、S2断开，L和滑动变阻器串联，电流表测量电路电流，滑动变阻器的

滑片P在中点时，电流表的示数为0.25A,

根据欧姆定律可知电路中总电阻R总=苫=葛=240,

I0.254

不计温度对灯丝电阻的影响，根据欧姆定律可知灯泡的电阻&=牛=与=12。，

0.54

则滑动变阻器的总电阻R滑=2X(Rs-Ri)=2X(24Q-12Q)=24Q,

电源电压不变，根据P=UI=]可知电路中总电阻最大时，总功率最小，

开关S1闭合后，根据串并联电路的电阻特点可知，当S2断开，且滑动变阻器的阻值全部接

入电路中时，总电阻最大，电路中的功率最小，

电路中的最小功率为P小=岸=霜J=lWo

R12/2+24。

【点评】本题考查等效电路分析、欧姆定律的应用和电功率的计算等知识，综合性较强，难

度较大。

34.(2021•自贡)如图甲是食堂为餐具消毒、烘干的保洁消毒柜，其内部电路如图乙所示,

%为温控开关，S2为门控开关，R为石英加热管。消毒柜的总功率为1250W,其中臭氧发生

器的功率为150W。求：

(1)正常工作时通过石英加热管R的电流为多大？

(2)在货架上放100kg的不锈钢餐具，将其从26C加热到70。若电流产生的热量有20%

3

损失，消毒柜石英加热管需要正常工作多长时间？[CM=0.46X10J/(kg-℃)]

【专题】功和能综合题；电和热综合题；分析、综合能力.

【分析】(1)消毒柜的总功率减去臭氧发生器的功率即为石英加热管R的功率，根据P=UI

求出通过石英加热管R的电流；

(2)知道不锈钢餐具的质量和初温、末温以及比热容，根据Qe，=cm(t-to)求出吸收的

热量，不计热量损失，消耗的电能和不锈钢餐具吸收的热量相等，根据P=/求出正常工作

需要的加热时间。

【解答】解：(1)因电路中的总功率等于各用电器功率之和，

所以，石英加热管R的功率：

PR=P总-P发生器=1250W-150W=1100W,

由P=UI可得，通过石英加热管R的电流：

U220V

(2)不锈钢餐具吸收的热量：

CU=CtKm(t'-to)=O.46X1C)3J/(kg»℃)X100kgX(70℃-26℃)=2.024X106J,

电流产生的热量有20%损失，由9=等可得，加热管消耗的电能：

W

W，=工=强经”=2.53X1O6J,

1-20%80%

则石英加热管正常工作需要的加热时间：

2.53X106/

t"=丝-----------=2300So

PR1100W

【点评】本题考查了电功公式和电功率公式、吸热公式的综合应用，要注意电路中的总功率

等于各用电器功率之和。

三.解答题（共4小题）

35.（2021•上海）测小灯泡电功率实验，小灯为“2.2V0.3A”“3.8V0.3A”中的一个，电源

电压为2V整数倍。滑片P从最大阻值开始，移动到一个位置小灯正常发光，电压表向左偏

转六格。一开始指的是11V或2.8V,

①判断小灯正常发光的理由。

②判断电压表的位置。

③闭合开关时电压表读数。

④求小灯泡额定功率。

【专题】应用题；电路和欧姆定律；电能和电功率；分析、综合能力.

【分析】由题意可知，开始时滑动变阻器接入电路中的电阻最大，滑片P移动到一个位置时

小灯正常发光，此时变阻器接入电路中的电阻变小，根据串联电路的分压特点可知滑动变阻

器两端电压的变化和灯泡两端的电压变化，根据电压表向左偏转六格可知其示数的变化，从

而得出电压表并联的位置；一开始指的是11V或2.8V,根据电压表示数可知量程和分度值，

从而得出灯泡正常发光时电压表的示数，利用串联电路的电压特点得出电源电压的可能值,

然后结合电源电压为2V整数倍确定电源的电压，从而得出闭合开关时电压表的示数，进一

步得出小灯泡正常发光时的电压，利用P=UI求出小灯额定功率。

【解答】解：由题意可知，滑片P从最大阻值开始，移动到一个位置小灯正常发光，则滑动

变阻器接入电路中的电阻变小，

由串联电路的分压特点可知，滑动变阻器两端的电压变小，而电压表的示数变大，

因此过程中电压表向左偏转六格，即电压表的示数变小，

所以，电压表并联在滑动变阻器两端；

因一开始指的是11V或2.8V,

所以，若电压表的示数为11V,则电压表的量程为0~15V,分度值为0.5V,灯泡正常发光时

电压表的示数为11V-0.5VX6=8V,

若电压表的示数为2.8V,则电压表的量程为0~3V,分度值为0.1V,灯泡正常发光时电压表

的示数为2.8V-0.1VX6=2.2V,

因串联电路中总电压等于各分电压之和，即UUUL+UM

所以，灯泡正常发光时电源的电压可能为10.2V、11.8V.4.4V、6V,

由电源电压为2V整数倍可知，电源的电压U=6V,

则闭合开关时电压表的示数为2.8V,小灯泡正常发光时的电压为3.8V,小灯额定功率F\=

ULIL=3.8VX0.3A=1.14W»

【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，正确判断出电压表并

联的位置和电源的电压是关键，有一定的难度。

36.（2021•武威）如图甲所示是某家用多功能电炖锅，深受消费者认可和青睐。它有三段温

控功能：高温炖，中温煮和低温熬，图乙是它的简化电路图，下表是该电炖锅的部分参数

（p4<=lX103kg/m3,c水=4.2义1。7〃（kg・C）,g=10N/kg）

项目参数

电源电压（V）220

中温挡功率（W）400

高温挡功率（W）1100

容积（L）1

（1）开关Si、S2处于什么状态，电炖锅为低温挡，说明判断依据；

（2）求Ri、R2的阻值；

（3）在标准大气压下，使用高温挡将初温是12℃的一锅水烧开，若电炖锅高温挡加热效率

为80%,求烧开一锅水需要的时间。

AB

甲乙

【专题】计算题；欧姆定律；电能和电功率；分析、综合能力.

【分析】（1）分析清楚电路结构，应用电功率公式判断壶的工作状态;

（2）根据P=UI求出正常工作时通过Ri的电流，根据1==求出％的阻值；根据高温挡求

n

出R2的电动率，根据P=R求出R2的电阻；

（3）根据p=/求出水的质量，根据热量公式求出水吸收的热量，再利用效率公式求出消耗

的电能，然后利用功率公式求出烧开一壶水需要的时间。

【解答】解：（1）由电路图可知，当开关S1闭合，S2接B时，电阻R1、R2并联，电路中的

总电阻最小，由P=?可知，总功率最大，所以此时电炖锅为高温挡。

（2）由电路图可知，当开关Si断开，S2接A时，电阻Ri、R2串联，电路中的总电阻最大,

由P=中可知，总功率最小，此时为低温挡；

当S2接A,S1闭合时，R2被短路，只有电阻R1接入电路，电炖锅处于中温挡。

由P=UI得，正常工作时通过Ri的电流：

,P中400W20“

11=—=---------=——A,

U220V11

由1=£得，Ri的阻值：

u220V

Ri=r=-=1210：

11